1.一种超临界流体发生装置,其特征在于:包括发生装置本体(1),所述发生装置本体(1)包括位于中部的聚能剂舱(16)和位于所述聚能剂舱(16)外部的流体舱(12);
所述流体舱(12)上设置有流体进口(11)和流体出口(112);
所述流体出口(112)包括与所述流体舱(12)相通的水平管(114),所述水平管(114)的中部连通有竖直管(115);
所述竖直管(115)末端设置有连接端口,所述竖直管(115)与温压采集装置(110)相连;
所述水平管(114)的末端设置有液压油进口一(113),所述液压油进口一(113)与液压泵一(116)相连,所述水平管(114)内设置有泄压滑块(111);
所述水平管(114)包括一体连接的内径细管(117)和内径粗管(118),所述内径细管(117)和内径粗管(118)之间由倒角一过渡,所述内径细管(117)位于所述竖直管(115)靠近所述流体舱(12)的一端,所述泄压滑块(111)上设置有与所述倒角一相适配的倒角二;
所述聚能剂舱(16)顶端设置有聚能剂进口(15)和激发端部(13);所述聚能剂舱(16)内部设置有排废滑块(17),所述聚能剂舱(16)底端设置有液压油进口二(19);所述液压油进口二(19)与液压泵二(18)相连;
所述激发端部(13)、聚能剂进口(15)和流体进口(11)上均设置有阀门(14)。
2.根据权利要求1所述的一种超临界流体发生装置,其特征在于:所述激发端部(13)为氮化硼包覆导线。
3.根据权利要求1所述的一种超临界流体发生装置,其特征在于:所述连接端口为内螺纹管。
4.根据权利要求1所述的一种超临界流体发生装置,其特征在于:所述泄压滑块(111)和所述排废滑块(17)的外壁上均设置有密封圈槽并配有密封圈。
5.根据权利要求1所述的一种超临界流体发生装置,其特征在于:所述聚能剂舱(16)的内壁设置有用于保证所述排废滑块(17)水平移动的凹槽。
6.根据权利要求1所述的一种超临界流体发生装置,其特征在于:所述流体进口(11)、聚能剂进口(15)、液压油进口一(113)和液压油进口二(19)均由进口密封结构实现密封;
所述进口密封结构包括贯穿于舱壁或管壁的管道,所述管道的外周开设有用于安装螺栓(119)的螺栓槽,所述螺栓槽的底部设置有密封垫片(120),所述螺栓(119)由螺母(121)固定,所述螺栓(119)和螺母(121)上均设置有与所述管道相适配的通孔,管路(122)贯穿所述管道,所述管路(122)上设置有所述阀门(14);所述密封垫片(120)为压紧密封型金属缠绕垫片。
7.包含权利要求1‑6任一项所述的一种超临界流体发生装置的煤岩力学试验系统,其特征在于,所述连接端口与粉末反应釜(2)相连;
所述粉末反应釜(2)包括煤岩粉末舱(26),所述煤岩粉末舱(26)的顶端开口处密闭设置有可拆卸端部,所述煤岩粉末舱(26)的内壁设置有用于限位所述可拆卸端部的挡块(25);
所述可拆卸端部上贯穿有气管一(27),所述气管一(27)的顶端设置有用于与所述连接端口相连的旋紧螺纹(22),所述气管一(27)的底端设置有若干钻孔(28);
所述可拆卸端部上还设置有温度传感器二(21)和压力传感器二(23);
所述温压采集装置(110)包括温度传感器一和压力传感器一;
所述温度传感器一、压力传感器一、温度传感器二(21)和压力传感器二(23)均由传感器密封结构实现密封;
所述传感器密封结构包括开槽于所述可拆卸端部和竖直管(115)上的通气口(29),以及用于安装传感器的探头部(210)的安装槽,所述安装槽与所述探头部(210)螺纹连接,所述通气口(29)与所述安装槽相连通,所述探头部(210)的顶端套有压紧式橡胶密封圈(24);
所述探头部(210)与壳体部(211)相连,所述壳体部(211)的外径大于所述探头部(210)的外径;所述通气口(29)直径与所述传感器的内芯直径相同且小于所述探头部(210)直径;
所述温度传感器一、压力传感器一、温度传感器二(21)和压力传感器二(23)分别连接数据采集仪,所述数据采集仪与控制器相连;所述激发端部(13)通过导线与激发器相连;所述温度传感器一、压力传感器一、温度传感器二(21)、压力传感器二(23)、数据采集仪、控制器和激发器均由电源供电。
8.根据权利要求7所述的煤岩力学试验系统的试验方法,其特征在于:包括以下步骤:S1、将流体从流体进口(11)输入流体舱(12),然后关上阀门(14);将聚能剂通过聚能剂进口(15)输入聚能剂舱(16),然后关上阀门(14),通过液压泵一(116)对泄压滑块(111)增压至设定压力值;流体包括CO2或水;
S2、将粉末反应釜(2)的可拆卸端部卸下,将煤岩粉末放置于煤岩粉末舱(26)中,旋紧可拆卸端部,完成密封;
S3、将流体出口(112)的连接端口与粉末反应釜(2)的气管一(27)上的旋紧螺纹(22)相连接,安装流体出口(112)处的温度传感器一和压力传感器一,连接数据采集仪和控制器,安装粉末反应釜(2)的温度传感器二(21)和压力传感器二(23),连接数据采集仪和控制器;
S4、将激发端部(13)上的导线与激发器相连,通过激发器激发引燃聚能剂,流体受热;
S5、等到流体受热压力达到设定压力值时,泄压滑块(111)后退,开始泄压,温度传感器一和压力传感器一开始采集数据;
S6、煤岩粉末在温度压力达到预定值后,通过液压泵一(116)向泄压滑块(111)施加压力,让流体出口(112)关闭,待煤岩反应时间到达设定值后,解除流体出口(112)的气路连接,获得反应后的煤岩粉末;
S7、反应结束后,使用液压泵二(18)驱动排废滑块(17)向上运动,从聚能剂进口(15)排出废渣,完成后泄去液压泵二(18)的压力,排废滑块(17)回位。
9.包含权利要求1‑7任一项所述的一种超临界流体发生装置的煤岩力学试验系统,其特征在于,所述连接端口与真三轴试验台(3)相连;
所述真三轴试验台(3)包括用于放置岩石试样的试验台刚性框架,所述岩石试样上加工有中间孔,所述中间孔内预制有气管二;
所述岩石试样通过液压泵三(31)施加三轴围压,所述液压泵三(31)的液压杆(32)的端头设置有用于与所述岩石试样表面相接触的金属垫片(33);
所述金属垫片(33)的对角均设置有斜角钻孔(35),所述斜角钻孔(35)内贯穿有声波发射探头和声波测损探头;
所述液压泵三(31)对面的一个压块上设置有通气管钻孔(34),所述气管二穿过所述通气管钻孔(34)与所述连接端口相连;
所述温压采集装置(110)包括温度传感器一和压力传感器一;
所述温度传感器一、压力传感器一、声波发射探头和声波测损探头分别连接数据采集仪,所述数据采集仪与控制器相连;所述激发端部(13)通过导线与激发器相连;所述温度传感器一、压力传感器一、声波发射探头、声波测损探头、数据采集仪、控制器和激发器均由电源供电。
10.根据权利要求9所述的煤岩力学试验系统的试验方法,其特征在于:包括以下步骤:S1、将流体从流体进口(11)输入流体舱(12),然后关上阀门(14);将聚能剂通过聚能剂进口(15)输入聚能剂舱(16),然后关上阀门(14);通过液压泵一(116)对泄压滑块(111)增压至设定压力值;流体包括CO2或水;
S2、将加工有中间孔的岩石试样放置于试验台刚性框架中,通过液压泵三(31)施加三轴围压,将声波发射探头和声波测损探头通过金属垫片(33)对角的斜角钻孔(35)安装于岩石试样表面;
S3、将流体出口(112)的连接端口与中间孔中预制的气管二相连接,安装好流体出口(112)处的温度传感器一和压力传感器一,连接数据采集仪和控制器;
S4、将激发端部(13)上的导线与激发器相连,通过激发器激发引燃聚能剂,流体受热;
S5、等到流体受热压力达到设定压力值时,泄压滑块(111)后退,开始泄压,温度传感器一和压力传感器一开始采集数据;
S6、岩石试样在高温高压超临界流体作用下产生裂纹破坏,通过液压泵一(116)向泄压滑块(111)施加压力,让流体出口(112)关闭,同时解除流体出口(112)的气路连接;
S7、反应结束后,使用液压泵二(18)驱动排废滑块(17)向上运动,从聚能剂进口(15)排出废渣,完成后泄去液压泵二(18)的压力,排废滑块(17)回位。